谷氨酰胺对22～28日龄热应激肉鸡骨骼肌氧化损伤的改善作用

2019-06-14戴四发李佳琦闻爱友吴学壮

中国粮油学报 2019年5期

白晰戴四发李佳琦张丹闻爱友吴学壮胡洪

(安徽科技学院动物科学学院，凤阳 233100)

热应激是指高温环境下，动物机体产生的非特异性生理反应总和。肉鸡具有代谢旺盛、体温高且全身覆盖羽毛、皮肤无汗腺等生理特点，因此对高温较为敏感，21日龄后饲养温度一般为24 ℃左右为宜，高于30 ℃时，极易发生热应激。热应激条件下，肉鸡肌肉产量和质量下降，出现保水性差、纤维松散、色泽灰暗等问题。除此之外，研究发现热应激会引起肉鸡氧化应激反应，诱发产生大量活性氧自由基(ROS)，易导致其氧化损伤，从而影响肉鸡生产，甚至死亡，造成较严重的经济损失[1-2]。

谷氨酰胺(Glutamine，Gln)可改善肉鸡肌肉品质，且在抗应激、抗感染、抗氧化、增强免疫力等方面发挥着重要作用[3-4]。在热应激条件下，机体对Gln需要量增加，自身合成的Gln不能满足需要，此时需额外增加外源性Gln，来维持机体代谢平衡，增强抗热应激损伤作用[5-6]。

本试验通过在热应激肉鸡日粮中添加Gln，旨在探讨Gln对肉鸡胸肌和腿肌抗氧化功能的作用，进一步为肉鸡抗热应激和抗氧化应激的绿色调控技术提供依据。

1 材料与方法

1.1 谷氨酰胺与日粮配方

谷氨酰胺购自上海生工生物工程有限公司。基础日粮采用玉米-豆粕型日粮，其日粮组成及营养水平按照 NRC(1994)进行设计，具体饲料配方参考Hu等[6]，见表1。

表1 基础日粮饲料配方和营养水平/%

1.2 试验动物及设计

常规饲养3周，选取300 只、22日龄爱拔益加(AA)肉鸡(公母混养、体重相近)，按随机原则分为五个处理组(每组60只鸡：包括6个重复，每个重复10只鸡)：Ⅰ为常温组，饲喂不含Gln的基础日粮；Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ和Ⅴ为热应激组，分别饲喂0%Gln、 0.5% Gln、1.0% Gln和1.5% Gln的基础日粮。

1.3 饲养管理和热应激环境条件

按常规程序进行鸡的饲养管理及免疫接种，鸡入笼前打扫好鸡舍、鸡笼，熏蒸消毒，采用网上平养的方式，利用温控仪控制鸡舍温度。试验期间24 h光照，自由饮水采食。适温对照组(Ⅰ组)，温度保持在(24±2) ℃，相对湿度为45%～55%；热应激组(Ⅱ～Ⅴ组)，每天 9：00～17：00 温度控制在(34±2) ℃，相对湿度为60%～70%，18：00 至次日 8：00 温度控制在(24±2) ℃，相对湿度为45%～55%。试验期为 7 d(22～28日龄)，采用加热器及加湿器方式控制鸡舍温湿度，随时观察全天的温度和湿度及记录试验鸡的生长状况。

1.4 取样与指标测定

试验结束，每个重复随机取1只肉鸡进行肉鸡屠宰，拔除羽毛后，利用手术剪、手术刀、玻璃分针等对胸肌和腿肌进行取样，放置于EP管中，编号后-80 ℃保存备用。丙二醛(MDA)、抗超氧阴离子能力、抗羟自由基能力、总抗氧化能力(T-AOC)、谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-Px)、谷胱甘肽(GSH)、过氧化氢酶(CAT)、超氧化物歧化酶(SOD)、谷胱甘肽巯基转移酶(GST)等氧化指标，均采用南京建成生物有限公司生产的试剂盒进行测定。

1.5 数据分析

统计分析采用SPSS 18.0 软件中 One-Way ANOVA分析，对热应激组和常温对照组的数值进行Duncan′s 检验。数值用平均值±标准误来表示。P值小于0.05时表示差异显著。

2 结果与分析

2.1 Gln对热应激肉鸡胸肌MDA和抗氧化能力的影响

由表2可知，与常温对照Ⅰ组相比，热应激Ⅱ组28日龄肉鸡胸肌的MDA含量显著升高(P<0.05)。Gln热应激Ⅴ组的MDA含量显著低于热应激Ⅱ组(P<0.05)；与对照Ⅰ组相比，Gln热应激Ⅲ、Ⅳ和Ⅴ组的MDA含量无显著差异(P>0.05)。

与常温对照Ⅰ组相比，热应激Ⅱ组28日龄肉鸡胸肌抗超氧阴离子能力显著降低(P<0.05)。Gln热应激Ⅳ组的抗超氧阴离子能力显著高于热应激Ⅱ组(P<0.05)；与对照Ⅰ组相比，Gln热应激Ⅲ、Ⅳ和Ⅴ组的抗超氧阴离子能力无显著差异(P>0.05)。

与常温对照Ⅰ组相比，热应激Ⅱ组28日龄肉鸡胸肌的T-AOC活性显著下降(P<0.05)。Gln热应激Ⅳ和Ⅴ组的T-AOC活性显著高于热应激Ⅱ组(P<0.05)；与对照Ⅰ组相比，Gln热应激Ⅲ、Ⅳ和Ⅴ组的T-AOC活性无显著差异(P>0.05)。

此外，Ⅰ～Ⅴ组肉鸡胸肌的抗羟自由基能力均无显著差异。

表2 Gln对热应激肉鸡胸肌MDA和抗氧化能力的影响

注：Ⅰ为常温对照组，饲喂不含Gln的基础日粮；Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ和Ⅴ为热应激组，分别饲喂0% Gln、 0.5% Gln、1.0% Gln和1.5% Gln的基础日粮；同行字母不同表示差异显著(P<0.05)，相同字母或无字母表示差异不显著(P>0.05)，余同。

2.2 Gln对热应激肉鸡腿肌MDA和抗氧化能力的影响

由表3可知，与常温对照Ⅰ组相比，热应激Ⅱ组28日龄肉鸡腿肌的MDA含量显著升高(P<0.05)。Gln热应激Ⅳ和Ⅴ组的MDA含量显著低于热应激Ⅱ组(P<0.05)。Gln热应激Ⅳ和Ⅴ组的MDA含量与对照Ⅰ组相比无显著差异(P>0.05)。此外，Ⅰ～Ⅴ组肉鸡腿肌的抗超氧阴离子能力、抗羟自由基能力和T-AOC均无显著差异。

表3 Gln对热应激肉鸡腿肌MDA和抗氧化能力的影响

2.3 Gln对热应激肉鸡胸肌抗氧化剂活性的影响

由表4可知，与常温对照Ⅰ组相比，热应激Ⅱ组28日龄肉鸡胸肌的GSH活性显著下降(P<0.05)。Gln热应激Ⅲ、Ⅳ和Ⅴ组的GSH活性显著高于热应激Ⅱ组(P<0.05)。Gln热应激Ⅲ、Ⅳ和Ⅴ组的GSH活性与对照Ⅰ组相比无显著差异(P>0.05)。

与常温对照Ⅰ组相比，热应激Ⅱ组28日龄肉鸡胸肌的CAT活性显著下降(P<0.05)。Gln热应激Ⅲ、Ⅳ和Ⅴ组的CAT活性显著高于Gln热应激Ⅱ组(P<0.05)。Gln热应激Ⅳ和Ⅴ组的CAT活性与对照Ⅰ组相比无显著差异(P>0.05)。

与常温对照Ⅰ组相比，热应激Ⅱ组28日龄肉鸡胸肌的SOD活性显著下降(P<0.05)。Gln热应激Ⅲ、Ⅳ和Ⅴ组的SOD活性与热应激Ⅱ组相比差异不显著(P>0.05)。

与常温对照Ⅰ组相比，热应激Ⅱ组28日龄肉鸡胸肌的GST活性显著下降(P<0.05)。Gln热应激Ⅳ和Ⅴ组的GST活性显著高于热应激Ⅱ组(P<0.05)，但Gln热应激Ⅲ组的GST活性与热应激Ⅱ组相比差异不显著(P>0.05)。Gln热应激Ⅲ、Ⅳ和Ⅴ组的GST活性与常温对照Ⅰ组相比无显著差异(P>0.05)。

此外，Ⅰ～Ⅴ组肉鸡胸肌的GSH-Px活性无显著差异。

表4 Gln对热应激肉鸡胸肌抗氧化剂活性的影响

2.4 Gln对热应激肉鸡腿肌抗氧化剂活性的影响

由表5可知，与常温对照Ⅰ组相比，热应激Ⅱ组28日龄肉鸡腿肌的GSH活性显著下降(P<0.05)。Gln热应激Ⅳ和Ⅴ组的GSH活性显著高于热应激Ⅱ组(P<0.05)。Gln热应激Ⅲ、Ⅳ和Ⅴ组的GSH活性与常温对照Ⅰ组相比无显著差异(P>0.05)。

与常温对照Ⅰ组相比，热应激Ⅱ组28日龄肉鸡腿肌的SOD活性显著下降(P<0.05)。Gln热应激Ⅴ组的SOD活性显著高于热应激Ⅱ组(P<0.05)。Gln热应激处理Ⅲ、Ⅳ和Ⅴ组的SOD活性与常温对照Ⅰ组相比无显著差异(P>0.05)。

此外，Ⅰ～Ⅴ组肉鸡腿肌的GSH-Px、CAT和GST活性均无显著差异。

表5 Gln对热应激肉鸡腿肌抗氧化剂活性的影响

3 讨论

由于长期快大型的选育方向，白羽肉鸡适应能力弱，对高温环境尤为敏感，易发生热应激。正常生理状态下，白羽肉鸡机体产生适量自由基，保持相对平衡状态；然而，高温降低机体清除自由基的能力，产生过多的自由基使细胞自溶，影响细胞膜的功能，导致脂类过氧化物堆积，造成动物机体氧化应激损伤，降低生产性能[7-8]。MDA为自由基引发的脂质过氧化反应的终产物，其含量越高，说明自由基对机体脂肪的氧化损伤程度越大。Zhang等[9]等研究发现热应激可提高肉鸡胸肌MDA和ROS的水平，引起肌肉氧化损伤。李叶涵等[10]研究表明，热应激显著提高了肉鸡肝脏MDA和过氧化氢的含量，增加了肉鸡肝脏氧化应激程度。Ma等[11]也发现热应激提高了蛋鸭血浆和肝脏中MDA和乳酸的含量，降低了T-AOC的活性，引起氧化损伤。本研究结果同样表明热应激显著提高肉鸡胸肌和腿肌MDA含量，从而引起骨骼肌氧化损伤。

Gln作为一种条件性必需氨基酸，在热应激、饥饿、疾病等情况下增加摄入量，可提高畜禽抗氧化能力[12]。虽然热应激提高肉鸡胸肌和腿肌MDA的含量，而日粮添加1.5%Gln能显著降低骨骼肌MDA含量，说明Gln能缓解热环境中肉鸡骨骼肌的氧化损伤，其原因是Gln提高了机体的抗氧化能力。李文立等[13]研究证明，在热应激环境下，Gln显著降低肉鸡血清和肠道中MDA 含量，而显著提高它们抑制羟自由基能力和T-AOC水平。本试验结果显示，热应激条件下，在饲粮中添加一定的Gln，可提高肉鸡胸肌T-AOC和抗超氧阴离子能力，抗羟自由基能力也有不同程度的提高。

肌细胞抗氧化系统能抵御自由基的攻击，由酶(SOD、CAT、GSHPx等)和非酶(维生素E、类胡萝卜素、多酚、GSH等)系统组成，其活性反映出机体清除自由基的能力[14]。Gln作为机体内GSH的重要合成原料，在热应激时，机体自身合成的Gln不能满足需要，因此增加外源Gln的摄入量，可提高GSH生成量，同时GSH-Px、CAT、SOD及GST的活性也会增加，有效缓解机体氧化应激[13]。Marques 等[15]研究表明，Gln可减轻氧化应激，使SOD活性正常化，提高总GSH水平，阻断NO的过量产生和过氧亚硝酸盐的形成，增强胃的抗氧化能力。唐现文等[16]在肉鸡抗热应激中的研究发现，日粮添加0.6% 谷氨酰胺显著降低热应激肉仔鸡血清MDA含量，并提高血清T-AOC、SOD及GSH-Px活力，其机制是通过抑制脂质过氧化反应来增强机体的抗氧化能力。本试验结果显示，在饲粮中添加一定量的Gln，显著提高热应激肉鸡胸肌的GSH、CAT和GST活性，并显著提高腿肌GSH和SOD活性，表明日粮添加Gln能改善热应激对肉鸡胸肌和腿肌的氧化损伤。